輥道窯設計說明書

1、景德鎮(zhèn)陶瓷大學窯爐課程設計說明書題目：日產(chǎn)8500m2拋光磚輥道窯設計 院（系）：專 業(yè)：姓 名：學 號：指導教師: 年 月 日 目 錄摘 要1前 言21.設計任務書32.燒成制度的確定42.1溫度制度42.2 氣氛制度52.3壓力制度53.窯體主要尺寸的確定63.1窯內(nèi)寬63.2 窯長63.3三帶長度與比例73.4窯內(nèi)高84.工作系統(tǒng)的確定94.1.排煙系統(tǒng)94.2 燃燒系統(tǒng)94.3 冷卻系統(tǒng)104.4傳動系統(tǒng)114.5窯體附屬結(jié)構135.燃料燃燒計算155.1 理論空氣量155.2實際空氣量155.3理論煙氣量155.4實際煙氣量155.5燃燒溫度156.窯體材料及厚度的確定166.1窯墻

2、166.2窯頂166.3窯底177.物料平衡計算1887.1.每小時燒成制品質(zhì)量：187.2.每小時燒成干坯的質(zhì)量187.3每小時欲燒成濕坯的質(zhì)量 187.4.每小時蒸發(fā)自由水的質(zhì)量187.5每小時從精坯中產(chǎn)生的CO2188.熱平衡計算1999.窯體材料概算29910.后記311參考文獻322 摘 要 本設計的題目是日產(chǎn)8500m2拋光磚輥道窯設計。說明書中具體論述了設計時應考慮的因素,諸如窯體結(jié)構、排煙系統(tǒng)、燒成系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等等.同時詳細的進行了對窯體材料的選用、熱平衡、傳動設計等的計算。 本設計所采用的燃料為液化石油氣，在燒成方式上采用明焰裸燒的方法，既提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，又節(jié)約了能

3、源，輥子運輸可減少窯內(nèi)裝卸制品，和窯外工序連在一起，操作方便，同時具有很高的自動化控制水平。 本說明書內(nèi)容包括：燒成制度確定、窯體主要尺寸的確定、工作系統(tǒng)的確定、窯體材料和厚度的確定、燃料燃燒計算、物料平衡計算、傳動計算、工程材料概算等。 關鍵詞：輥道窯; 液化石油氣; 前 言輥道窯是近幾十年發(fā)展起來的新型快燒連續(xù)式工業(yè)窯爐，目前已廣泛用于釉面磚、墻地磚、彩釉磚等建筑陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中，它代表了陶瓷工業(yè)窯爐的發(fā)展方向，這是因為輥道窯具備其他陶瓷工業(yè)窯爐無可比擬的優(yōu)點。輥道窯斷面呈扁平形，制品一般為單層焙燒，故上下溫差很小；輥上下還能同時加熱，并且制品不裝匣缽（采用裸燒），傳熱速率加快，窯內(nèi)斷面溫度

4、也均勻，從而大大縮短了燒成時間，保證了快速燒成的實現(xiàn)。輥道窯普遍廣泛采用新型輕質(zhì)耐火材料，并且取消了窯車和匣缽，僅用薄墊板，建筑瓷磚還大多不用墊板，使熱耗大為降低。輥道窯屬中空窯，窯內(nèi)阻力小，壓降也就小，故窯內(nèi)正負壓都不大；加上輥道窯無曲封、車封、沙封等空隙，窯體密封性能好，減少了漏風，從而大大提高了熱利用率。沒有了窯車吸熱，也就沒有了車下漏風，也就保證了窯內(nèi)上下溫度的均勻。輥道窯由于窯內(nèi)溫度場均勻，從而保證了產(chǎn)品質(zhì)量，也為快燒提供了條件；而輥道窯中空、裸燒的方式使窯內(nèi)傳熱速率與傳熱效率大，又保證了快燒的實現(xiàn)；而快燒又保證了產(chǎn)量，降低了能耗。機械化，自動化程度高，并能和其它生產(chǎn)設備組成完整的現(xiàn)

5、代化生產(chǎn)線。所以，輥道窯是當前陶瓷工業(yè)中優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的先進窯爐，在我國已得到越來越廣泛的應用。 在燒成過程中，溫度控制是最重要的關鍵。沒有合理的燒成控制，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量都會很低。要想得到穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量和提高產(chǎn)量，首先要有符合產(chǎn)品的燒成制度。然后必須維持一定的窯內(nèi)壓力。最后，必須要維持適當?shù)臍夥?。這些要求都應該遵循。 1.設計任務書學生姓名：王世先指導老師：童劍輝專業(yè)：無機非金屬材料工程班級：14級無非4班主要研究內(nèi)容和設計技術參數(shù)：1、 坯料組成：（%）SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3K2O+Na2O灼減68.115.782.883.550.951.537.212、 產(chǎn)品規(guī)格：8

6、0080012mm3、 產(chǎn)品合格率：95%4、 磚坯入窯水分：1.0%5、 燒成周期：62分鐘，全氧化氣氛6、 最高燒成溫度：12307、 年工作日：320天8、 燃料：液化石油氣基本要求（含成果要求）：1、設計結(jié)構合理，計算正確；2、制圖規(guī)范，圖面整潔，圖紙齊全（窯體結(jié)構、管路、鋼架、傳動、異型磚等）；3、說明書完整，詳細；符合計算機繪圖，外文翻譯等畢業(yè)設計要求。工作進度計劃：第15周：查閱資料，并完成文獻綜述；完成設計計算第16周:完成設計繪圖第17周: 編寫設計說明書。2.燒成制度的確定2.1溫度制度：1 最高燒成溫度:1230 ，燒成周期62min，高火保溫時間:13.87min。2

7、需考慮坯體入窯水分為1，不會引起坯體開裂，20250可以快速升溫；250900氧化分解階段，坯體12mm厚，升溫速率減慢；為促使坯體內(nèi)部物理化學變化進一步完善，同時調(diào)整窯內(nèi)給部分溫差，在1230時保溫。3 考慮無光釉的燒成制度影響，要保證足夠晶體析出時間，急冷處與緩冷處的溫度坡度應適宜，適當提前燒成帶，延長釉的熔融時間，相應延長急冷時間，使釉有足夠的時間形成、發(fā)育、析出。4 坯體造型及裝窯方式:生產(chǎn)的產(chǎn)品為瓷質(zhì)磚，以為進窯方向。升溫速率圖表如下:升溫速率表位置溫度（）升溫速率（min-1）時間（min）預熱帶2025032.56.53250600 53.66.53600900 45.96.53

8、燒成帶900110040.94.89110012309.413.87冷卻帶123085093.14.0885025045.913.062507027.66.53 圖燒成溫度曲線2.2 氣氛制度：全氧化氣氛。2.3壓力制度： 預熱帶負壓操作-40-25Pa，燒成帶微正壓8Pa,冷卻帶正壓。3.窯體主要尺寸的確定3.1窯內(nèi)寬產(chǎn)品規(guī)格： 80080012mm產(chǎn)品進窯寬度，考慮燒成收縮為 4%，則：坯體尺寸=產(chǎn)品尺寸（1-燒成收縮） 坯體寬度(入窯方向) =800（1-4%）=833（mm） 坯體長度=800（1-4%）=833（mm） 坯體高度=12（1-4%）=12.5（mm）窯內(nèi)寬的確定主要是根

9、據(jù)選用的燃料及窯型，并參考上述經(jīng)驗數(shù)據(jù)，由產(chǎn)品尺寸來計算?？紤]輥棒等材料性能、生產(chǎn)任務較大，所用的燃料（液化石油氣）等因素，所以暫定窯內(nèi)寬B =2899mm。設計橫斷面上并排每排3塊磚坯，離兩內(nèi)墻間隙有:（2899-3833）2=200（mm），符合要求。 最后定窯內(nèi)寬為2899mm。 3.2 窯長: 計算得坯體尺寸為83383312.5mm 。入窯方式為以坯體一邊進入窯內(nèi)，橫截面上并排每排 3塊磚坯，由于坯體長度為833 mm，每排間留有一定間隙，故設定每米排數(shù)為1.2 排。窯長（有效長度）主要取決于產(chǎn)量，計算如下： 裝窯密度 = 每米排數(shù)每排片數(shù)每片磚面積（m2/每米窯長） 即 。 窯長

10、L=（生產(chǎn)任務燒成時間）（年工作日24成品率裝窯密度） 即。窯體總長度：窯頭工作臺是制品進窯燒成的必經(jīng)之路，也是使制品整齊有序進窯的停留之處。窯頭工作臺不宜太長，根據(jù)經(jīng)驗取值為3m。窯尾工作臺是燒成后的產(chǎn)品從窯內(nèi)出來，再經(jīng)人工檢驗產(chǎn)品的部位。由于出窯產(chǎn)品溫度一般高達80，所以窯尾的工作臺不宜太短，根據(jù)經(jīng)驗取值為5m。窯體總長度16800030005000176000mm3.3三帶長度與比例 本設計采用裝配式，設計每節(jié)長2200 ，節(jié)與節(jié)之間留設8 。 則節(jié)數(shù) （節(jié)） ，取節(jié)數(shù)為76節(jié) 。 因而窯長度為： 根據(jù)燒成曲線，劃分三帶長度如下: 預熱帶（20900）:取24節(jié)，長度= 220824 =

11、52992（mm），占總長24/76 100%=31.6 % 燒成帶（9001230）：取 23節(jié)，長度= 220823 =50784（mm），占總長23/76 100%=30.3 % 冷卻帶（123070 ）：取 29節(jié)，長度=2208 29 =64032（mm），占總長29/76 100%= 38.1%表3.3.1 窯爐各帶溫度劃分位置單元節(jié)數(shù)單元節(jié)編號溫度（）長度（mm）占總長（%） 預 熱 帶818節(jié)20250529921766431.6%10.5%8916節(jié)2506001766410.5%81724節(jié)6009001766410.5% 燒 成 帶62530節(jié)90011005078413

12、24830.3%7.9%173147節(jié)110012303753622.4% 冷 卻 帶54852節(jié)1230850640321104038.1%6.6%165368節(jié)8502503532821%86976節(jié)250701766410.5% 3.4窯內(nèi)高 輥道窯的內(nèi)高被輥子分隔成輥上高和輥下高兩部分。對于輥上高的設置，要考慮以下四個方面：損壞的坯體能否順利從輥棒之間掉下去，燒嘴的設置也要有一定的高度，氣體與坯體之間的換熱強度，氣流通暢與燃燒空間。 而對于輥下高的設置而言，主要是損壞的坯體能否順利從輥棒之間掉下去即保證處理事故的方便，根據(jù)磚下落的可能性，一般輥下高大于三倍輥距。一般燒成帶內(nèi)高比預熱帶前

13、段、冷卻帶后段要高出200400mm。 結(jié)合各方因素，內(nèi)高的設置如下： 位置單元節(jié)編號溫度（）輥上高（mm）輥下高（mm）內(nèi)高（mm） 預 熱 帶18節(jié)20250440440880916節(jié)2506004404408801724節(jié)600900440440880 燒 成 帶2530節(jié)90011004404408803147節(jié)11001230440440880 冷 卻 帶4852節(jié)12308504604609205368節(jié)8502504604609206976節(jié)250704604609204.工作系統(tǒng)的確定4.1.排煙系統(tǒng) （1）排煙結(jié)構。 在窯頂、窯底設置矩形排煙口。采用準集中排煙，排煙口寬與窯內(nèi)

14、寬相同，長為150mm。 18節(jié)為排煙段，2、4、6、8節(jié)設置4處排煙口，每處在窯底和輥上窯側(cè)墻同時設置，窯底排煙口設置在該節(jié)后半部，一排五個，用1.5mm的耐熱鋼板制成200mm的排煙支管直接從窯底插入窯輥道下部，為防止落渣，開口向著煙氣來流方向。輥上排煙口設在該節(jié)前半部，用1.5mm的耐熱鋼板制成400230mm的排煙支管直接從窯頂下部插入兩側(cè)墻。上下排煙口均由400mm的垂直煙氣支管圓管引出，匯總到窯頂900mm排煙總管中，最后連接到排煙機排出。在10、11節(jié)窯頂設置排煙機平臺，上設兩臺排煙機，其中一臺備用。 （2）支煙道、總煙道的走向、位置、形狀尺寸、閘板布置。煙氣自上、下排煙口進入排

15、煙支管，窯頂每個排煙支管上都安裝有支閘，調(diào)節(jié)各支管排煙量，窯底由于操作不便，僅在窯底匯總支管下設有一調(diào)節(jié)閘板，窯底匯總支管從窯一側(cè)向上進入窯頂?shù)目偀煔夤艿?，由于輥道窯要考慮更換棍子的方便，將窯底支煙氣管道設在輥子傳動的主動端一側(cè)。4.2 燃燒系統(tǒng)（1） 燒嘴的布置、數(shù)量。 本設計的為明焰輥道窯，且使用液化石油氣作燃料，采用小流量多燒嘴系統(tǒng)，共裝216只燒嘴，同一層燒嘴兩側(cè)交錯布置，同一側(cè)燒嘴上下交錯布置。 在600 ，第17節(jié)就開始設置燒嘴，有利于快速升溫和溫度調(diào)節(jié)，縮短燒成周期，達到快燒的目的。考慮到在低溫段設置燒嘴不宜太多。因此，在1724節(jié)每節(jié)的輥下設置2對燒嘴，交錯布置；為加強窯內(nèi)氣流

16、擾動，在設有燒嘴的對側(cè)墻上部設有48mm的噴風機， 在燒成帶2547節(jié)，每節(jié)輥上下各設置2對燒嘴，輥上下燒嘴及對側(cè)燒嘴均互相錯開排列，并在輥上下每個燃燒器對側(cè)窯墻分別設置一個火焰觀察孔，但如遇到事故處理孔則取消觀察孔?？偣茉O在窯頂，液化石油氣經(jīng)由90mm的分管，再由42mm的金屬軟管送至各燒嘴。（2） 燒嘴的名稱、規(guī)格型號、主要技術參數(shù)。型號熱負荷（Kcal/h）燃氣流量(Nm3 /h）助燃空氣流量調(diào)節(jié)比火焰長度（mm）火焰錐角（）爐膛溫度（）WDH壓力（Pa）溫度（）風量TCC44104215003500常溫350481:62001000701800 （3）燃料的調(diào)節(jié)、輸送。 液化石油氣由升

17、壓風機升壓，通過石油氣總管、閥門、總管石油氣處理系統(tǒng)（汽水分離器過濾器調(diào)壓器），總管設在窯頂石油氣經(jīng)由分管，再由金屬軟管送至各燒嘴。為使結(jié)構緊湊，助燃風管設在窯砌體四角，助燃風管系用1.2mm厚302耐熱鋼板焊接制成，助燃空氣經(jīng)直接焊在助燃風管上的分管、閥門送至燒嘴。在每個控制單元設置一電磁閥，有斷電保護功能，防止斷電后液化石油氣氣泄入窯內(nèi)。4.3 冷卻系統(tǒng) 制品在冷卻帶有晶體成長、轉(zhuǎn)化的過程，并且冷卻出窯，是整個燒成過程最后的一個環(huán)節(jié)。從熱交換的角度看，冷卻帶實質(zhì)上是一個余熱回收設備，它利用制品在冷卻過程中所放出的熱量來加熱空氣，余熱風可供干燥或者作助燃風用，達到節(jié)能的目的。4.3.1急冷段

18、結(jié)構從燒成最高溫度至850以前，制品中由于液相的存在而具有塑性，此時可以進行急冷，最好的辦法是直接吹風冷卻。輥道窯急冷段應用最廣的直接風冷是在輥上下設置橫 窯斷面的冷風噴管。每根噴管上均勻地開有圓形或狹縫式出風口，對著制品上下均勻地噴冷風，達到急冷效果。由于急冷段溫度高，橫穿入窯的冷風管須用304不銹耐熱鋼制成，管徑為76mm。本設計也采用此種結(jié)構，其中48、49節(jié)為過度區(qū)，在5052節(jié)窯長進行急冷，每節(jié)輥上均勻分布6支急冷風管，輥下4根風管，風管采用交錯排列布置。前兩節(jié)急冷管開口比后面的三節(jié)急冷管開口少。 4.3.2 緩冷段結(jié)構 850550該階段主要是提供石英晶型轉(zhuǎn)變的場所，故緩冷區(qū)要足夠

19、長，使降溫過程平穩(wěn)緩慢，安全度過石英晶型轉(zhuǎn)換期。為了使降溫過程平穩(wěn)緩慢，一般采用熱風冷卻制品的辦法。大多數(shù)輥道窯在該段設有多處抽熱風口，使從急冷段與窯尾快冷段過來的熱風流經(jīng)制品，讓制品慢慢均勻冷卻下來。 本設計設置一節(jié)過度，在54-68布置換熱管和抽熱風的方法，抽走來至急冷帶和快冷帶的熱風，這樣可緩和降溫速率，達到抽走急冷段的熱風。換熱管布置在窯頂，每節(jié)布置2個小抽熱風口。 4.3.3快冷段結(jié)構 制品冷卻到250以后可以進行快速冷卻。介由于制品溫度較低，使傳熱動力溫差小，即使允許快冷也不易達到。而此段冷卻也很重要，如達不到快冷目的出窯產(chǎn)品溫度大于70時，制品即使在窯內(nèi)沒有開裂，也會因出窯溫度過

20、高而出窯后炸裂，故要加強該段的吹風冷卻。一般都采用快冷風管和軸流風機進行快冷。其冷卻效果好，并便于該段溫度的調(diào)節(jié)。本設計快冷段的69-76節(jié)窯頂設置軸流風機，每節(jié)并排2臺 T35-11 3.55A YSF-7132 0.75kW 小型軸流風機。4.4傳動系統(tǒng) 4.4.1輥子的選擇:輥子是組成輥道窯的基本部分，輥子在輥道窯內(nèi)不斷轉(zhuǎn)動，承受制品的重量，同時經(jīng)受高溫作用，其質(zhì)量好壞影響到輥道窯的運行精度。因此，要求輥子性能好、能滿足使用要求、成本低。單元節(jié)溫度材質(zhì)規(guī)格（mm）外徑允許偏差(mm)常用材料特性1820250鋁合金棍21340.2LF耐腐蝕性好，可在350下工作916250600冷軋鋼管

21、30500.451Cr18Ni9Ti耐酸，在600以下耐熱，在1000以下不起皮，常用于預熱帶后段及冷卻帶后段5368850250耐熱鋼管30500.45CH1140850以下適用697625070普通無縫鋼管（冷軋）30500.4520使用溫度小于450，非腐蝕介質(zhì)氣氛中，常用于預熱帶前段及冷卻帶后段第1752節(jié)溫度較高，采用85%Al2O3陶瓷管。 4.4.2輥子聯(lián)接方式采用開口銷孔聯(lián)接，需將開口銷穿過輥子與接頭的銷孔，要求輥子連接部位加工銷孔，為使其安裝對中，輥子聯(lián)接處必須滿足與接頭的配合尺寸要求，必要時還需進行磨削加工。 輥孔的密封 為使輥子能夠自由轉(zhuǎn)動，且不被孔磚卡住，輥子與孔磚上的

22、輥孔之間留有一定間隙，一般輥孔孔徑比輥子外徑大510mm，為避免窯內(nèi)熱氣外逸或冷空氣進入窯內(nèi)，注意輥孔的密封。本設計采用填塞陶瓷棉的方法。輥距確定輥距的主要依據(jù)是制品長度、輥子直徑以及制品在輥道上移動的平穩(wěn)性。需符合以下要求:1.輥道正常運行時始終有3根以上輥子支撐制品；2.每節(jié)鋼架的長度必須是輥距的整數(shù)倍；3.高溫下，輥子強度要能承擔輥上全部制品的重量。 H=(1/31/5)L=180300mm, 因為每節(jié)長度取2200mm，故取輥距為160mm，每節(jié)窯長取14根輥子，全窯共1064 根輥子。 傳動方案的確定 傳動系統(tǒng)由電動機、減速設備和傳動機構組成。采用鏈傳動，分段帶統(tǒng)一傳動，全窯由一臺電

23、機經(jīng)減速器由鏈傳動帶動主軸運轉(zhuǎn)，主軸上安裝若干輪胎聯(lián)軸器聯(lián)接沿窯長分布，每一單元節(jié)配有一臺小型蝸桿減速器及鏈傳動裝置。 4.4.6輥子轉(zhuǎn)速n的計算：根據(jù)輥子轉(zhuǎn)速的公式：則: n= (1.05167808)/(3562)=25.85r/min 所以，各段轉(zhuǎn)速統(tǒng)一，n= 25.85（r/min）4.5窯體附屬結(jié)構 4.5.1 事故處理孔設計將事故處理設在輥下，且事故處理孔下面與窯底面平齊，以便于清除出落在窯底上的磚坯碎片。為加強窯體密封，應盡量少設置事故處理口，而為了便于處理事故，兩側(cè)墻事故處理一般采用交錯布置形式，為了能清除窯內(nèi)任何位置上的事故而不造成“死角”，兩相鄰事故處理孔間距不應大于事故處

24、理孔對角線延長線與對側(cè)內(nèi)壁交點連線。經(jīng)過計算，取:事故處理孔尺寸為：輥下處理孔350120mm。 4.5.2 測溫孔與觀察孔測溫測壓孔間距一般為35 m，高溫段布密些，低溫段布稀些，在燒成曲線的關鍵點，如氧化末段，晶型轉(zhuǎn)化點，釉始熔點，成瓷段，急冷結(jié)束等都應設測溫孔。本設計在窯前帶、預熱帶和冷卻帶每隔一節(jié)窯頂設置測溫測壓孔，對應的窯墻與窯頂錯開每隔一節(jié)設置；在燒成帶窯頂均設置，窯墻錯開設置；在各帶聯(lián)接處多設置一兩個。每個燒嘴的對側(cè)窯墻設置直徑30mm的觀察孔，上窯墻觀察孔的里面要向下打個斜角，以便可以觀察窯內(nèi)磚的走勢情況及其它燃燒情況。 4.5.3 膨脹縫由于窯體受熱會膨脹，產(chǎn)生很大的熱應力，

25、為避免砌體開裂、擠壞，必須重視窯體膨脹的留設，窯墻、窯頂?shù)绕鲶w都要留設，一般每隔2m左右留設10-20mm膨脹縫，內(nèi)填與窯墻材料同等耐火度的陶瓷棉。為保證節(jié)間的氣密性，窯體膨脹縫應在每節(jié)的中部留設。本設計留設了10mm膨脹縫。 5.燃料燃燒計算本設計選用液化石油氣，根據(jù)熱工手冊計算液化石油氣經(jīng)驗公式可得：5.1 理論空氣量： V0=取空氣過剩系數(shù)為：1.305.2實際空氣量: V= V0 =1.329.43=38.26（Nm3/Nm3）5.3理論煙氣量:根據(jù)熱工手冊計算液化石油氣經(jīng)驗公式可得： V0=110000/4186.8+4.5=30.77（Nm3/Nm3）（液化石油氣=4.5）5.4實

26、際煙氣量: V=V0+（-1）V0 =30.77+(1.3-1)29.43=39.6（Nm3/Nm3）5.5燃燒溫度取室溫20，平均比熱容為Cf= 1.30KJ/Nm3，（液化石油氣）的比熱容Ca=1.42 KJ/Nm3。設煙氣溫度為1600，查表得煙氣比熱容：1.675KJ/Nm3.燃燒溫度tth=1674 4.6%5%，則所設溫度合理。取高溫系數(shù)為0.85，則實際溫度為t=0.851600=1363， 1363-1230 =133 根據(jù)計算，能滿足實際燃燒溫度應高于制品最高燒成溫度要求，則可不預熱助燃空氣。6 窯體材料及厚度的確定6.1窯墻窯墻需具備耐高溫、具有一定強度和保溫性能好三個基本

27、條件。窯墻均采用新型高級輕質(zhì)耐火材料。燒成溫度小于1250的輥道窯窯墻厚度一般為300350mm，窯墻材料內(nèi)層用115230mm的高溫莫來石輕質(zhì)高鋁磚或高鋁聚輕球磚，外層用70200mm厚高鋁纖維氈或硅酸鋁纖維氈（即陶瓷棉）。窯頂除了必須耐高溫、積散熱小及具有一定的機械強度外，還要保證其結(jié)構合理，使之不易漏氣。確定窯墻材料及其厚度時須遵循以下原則：（1）選用的材料要保證材料長期允許使用工作溫度大于實際使用的最高溫度。（2）要保證散熱量小-窯墻外壁最高溫度應不大于80。（3）兩側(cè)窯墻厚度與窯內(nèi)寬之和應小于所選用的輥子長度。6.2 窯頂窯頂支撐在窯墻上，由于處在窯道空間上方，窯內(nèi)熱氣體在幾何壓頭的

28、作用下有自然向上運動的趨勢，因此，除了必須耐高溫、積散熱小及具有一定的機械強度外，特別要保證其結(jié)構合理，使之不易漏氣。另外，輥道窯是輕體窯，為減少窯墻或其支撐結(jié)構的負荷，更要采用輕質(zhì)耐火材料構筑窯頂。輥道窯窯頂結(jié)構形式主要有大蓋板磚結(jié)構、拱頂結(jié)構、吊頂結(jié)構三種。本設計選用的是耐熱鋼穿輕型吊頂磚的結(jié)構形式。吊頂磚1由直徑1012mm耐熱鋼棒2穿吊，鋼棒的材質(zhì)一般為Cr23Nil8；鋼棒由掛鉤3與上部金屬橫梁4連接在一起而形成吊頂。吊頂磚在高溫段可用高溫莫來石質(zhì)輕質(zhì)高鋁磚，它可設計為曲封形（圖5.2.2a），以增加窯頂?shù)臍饷苄?。但由于異形磚在成型時存在的應力，高溫下長期使用容易在曲封處斷裂，因此現(xiàn)

29、也有設計成直形磚的（圖5.2.2b）。此時須注意砌筑吊頂所用灰漿的質(zhì)量與飽滿，以保證其密封性。吊頂磚上層由陶瓷棉毯或礦渣棉覆蓋。這種吊頂結(jié)構簡單、高溫下耐火保溫性能好，不僅意大利WELKO公司、POPI公司等引進窯采用，我國自建的輥道窯吊頂也多采用此種結(jié)構形式。6.2 窯底表6-1 窯體材料及厚度名稱材質(zhì)使用溫度導熱系數(shù)厚度(mm)低溫段116節(jié)，5376節(jié)窯頂耐火層輕質(zhì)粘土磚11500.26+0.00023t230隔熱層硅酸鋁耐火纖維束10000.13130窯墻耐火層輕質(zhì)粘土磚11500.26+0.00023t230隔熱層硅酸鋁耐火纖維束10000.13130窯底耐火層輕質(zhì)粘土磚11500.

30、26+0.00023t230隔熱層硅藻土磚9000.063+0.00014t90高溫段1752節(jié)窯頂耐火層輕質(zhì)高鋁磚14000.66+0.00008t230隔熱層硅酸鋁耐火纖維束10000.13130窯墻耐火層輕質(zhì)高鋁磚14000.66+0.00008t230隔熱層硅酸鋁耐火纖維束10000.13130窯底耐火層輕質(zhì)高鋁磚14000.66+0.00008t230隔熱層硅藻土磚9000.063+0.00014t1957.物料平衡計算原料組成：SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3K2O+Na2O灼減68.115.782.883.550.951.537.21 瓷質(zhì)磚密度為2.3，產(chǎn)品尺寸為 80

31、0800 12mm,7.1.每小時燒成制品質(zhì)量：=8500122.3（240.95）=102897.2.每小時燒成干坯的質(zhì)量 Gg=10289（1-4%）=107187.3每小時欲燒成濕坯的質(zhì)量 （含水量為 1% ）Gs=10718（1-1%）=10826（Kg/h）7.4.每小時蒸發(fā)自由水的質(zhì)量Gz=Gs-Gg=10826-10718=108（Kg/h）7.5每小時從精坯中產(chǎn)生的CO2Gcao=GgCaO%=107182.88%=308.68（Kg/h）GMgo=GgMgo%=107183.55%=380.49（Kg/h） 8. 熱平衡計算 熱平衡計算包括預熱帶、燒成帶熱平衡計算和冷卻帶熱平

32、衡計算。預熱帶熱平衡計算的目的在于求出燃料消耗熱量，冷卻帶熱平衡計算目的在于計算出冷空氣鼓入量和熱風抽出量。另外，通過熱平衡計算可以看出窯爐的工作系統(tǒng)結(jié)構等各方面是否合理，哪項消耗最大，能否采取改進措施。8.1預熱帶、燒成帶熱平衡計算計算基準為：以1小時進入系統(tǒng)的物料為時間基準；0為溫度基準。 圖8.1 預熱帶、燒成帶熱平衡框圖其中坯體帶入顯熱 燃料帶入化學熱及顯熱助燃空氣帶入顯熱 預熱帶漏入空氣帶說顯熱產(chǎn)品帶出顯熱 窯體散失熱物化反應耗熱 煙氣帶走顯熱其他熱損失 8.1.1熱收入項目1 制品帶入顯熱2液化石油氣低發(fā)熱值110000（KJ/Nm3），入窯制品溫度 20，設液化石油氣消耗量為 （

33、Nm3 /h）， 3 助燃空氣帶入顯熱助燃空氣溫度 20 時，取空氣比熱容 （Nm3 /h）則 4 預熱帶漏入空氣帶入顯熱該窯1521節(jié)輥上設有噴風管，噴入從冷卻帶抽出的熱風，取熱風溫度為200，此時空氣比熱為1.32 ，噴入熱風去理論值的0.5倍，取預熱帶空氣過剩系數(shù) ，已計算的理論空氣消耗量為29.43（Nm3/Nm3）則（KJ/h）8.1.2熱支出項目1 產(chǎn)品帶出顯熱燒成產(chǎn)品質(zhì)量：G3=10289，制品燒成溫度1230，查得，此時產(chǎn)品平均比熱為1.17（KJ/（kg）Q2=GCt= 102891.171230=14806899 2 離窯廢氣帶走顯熱取離窯廢氣中空氣過剩系數(shù)ag=2.0，其

34、體積流量為：39.6+（2.0-1.3）29.43x=60.2x （m3/h）取煙氣離窯溫度為200，煙氣比熱為1.445 KJ/（Nm3） 3 通過窯體散失熱量 根據(jù)窯體砌筑材料不同，將各段按材料與溫度段分成三段，分別按計算公式編程進行多層窯墻穩(wěn)定傳熱計算，計算結(jié)果如表8.1.2所示，其中散熱面積是以窯內(nèi)外面積的算術平均值計算，窯墻面積為兩側(cè)墻面積之和。例如，第116節(jié):窯外壁表面平均溫度30，窯內(nèi)壁平均溫度310窯頂窯頂耐火層輕質(zhì)粘土磚230隔熱層硅酸鋁耐火纖維束130 設 =150 ， =30=0.26+0.00023（310+150）/2=0.183W/m = =10.6W/m=0.2

35、3m0.13W(m)=0.13m熱流密度：=123（W/）校核、 5% 允許 5% 允許窯頂散熱面積: m則QqA123102.193.644881.85(kJ/h)窯墻窯墻耐火層輕質(zhì)粘土磚230 隔熱層硅酸鋁耐火纖維束130 設 ， =0.26+0.00023（310+150）/2=0.183W/m = =9.36W/m=0.23m0.13W(m)=0.13m熱流密度：=122（W/）校核、 5% 允許 5% 允許窯墻散熱面積: m則Q2qA212262.233.654662.83 (kJ/h)窯底窯底耐火層輕質(zhì)粘土磚230隔熱層硅藻土磚90 設 ， ，=0.26+0.00023（310+2

36、10）/2=0.31W/m = =8.54 W/m=0.23m=0.063+0.1410-3（210+30）/2=0.07W/m=0.09m熱流密度：=135（W/）校核、 5% 允許 5% 允許窯底散熱面積:A102.19m則QqA135102.193.649664.34(kJ/h)表窯體散失熱量節(jié)位置溫度范圍（）長度（m）窯體名稱散熱面積（m3）熱流量（W/m2）散熱量（KJ/h）1162060035.36窯頂102.1912244881.85窯墻62.2312254662.83窯底102.1913549664.341724600900 17.68窯頂51.0952026566.8窯墻31

37、.1151632105.52窯底51.0933261062.7625309001100 13.26窯頂38.32703.8197090.62窯墻23.34698.3658679窯底38.32448.4961870.0931471100123037.57窯頂108.57822.3131290.54窯墻66.12815193996.088窯底108.57524204806.45總計826676.88 所以Q3=826676.88（kJ/h）4 物化反應耗熱自由水質(zhì)量 10826-10718=108 煙氣離窯溫度 200 262980 燒成坯體物化反應耗熱用反應熱近似代替坯體物化反應熱入窯干制品質(zhì)量

38、 kg/h 含量=15.78% 所以 Q7 5 其他散熱取經(jīng)驗值，占熱收入的5%。8.1.3列出熱平衡方程左式=281476+110026x+994.76x+696.28x右式=826676.88+17397.8x+14806899+3814710.84+0.05（281476+110026x+994.76x+696.28x）解得x=216.16，即單位時間液化石油氣消耗量為B=216.16m3/h，每小時燒成產(chǎn)品質(zhì)量G=10826（Kg/h）,Q=110000（KJ/m3），所以,單位質(zhì)量得產(chǎn)品熱耗為: 216.1611000010826=2196.34 (kJ/kg)。列出預熱帶燒成帶熱平

39、衡表熱收入熱支出項目%項目%坯體帶入顯熱2814761.15窯體散失熱8266773.4燃料化學熱及顯熱2378322097.35煙氣帶走顯熱376070815.39助燃空氣顯熱2150270.88產(chǎn)品帶走顯熱1480689960.61漏入空氣顯熱1505080.62物化反應耗熱381471115.61其他熱損失12215124.99總計24430231100.0總計24430506100.0左式=281476+110026x+994.76x+696.28x右式=826676.88+17397.8x+14806899+3814710.84+0.05（281476+110026x+994.76x

40、+696.28x）8.2冷卻帶熱平衡8.2.1 熱平衡計算基準及范圍時間基準：1h； 溫度基準：08.2.2 熱平衡框圖 產(chǎn)品帶入顯熱 冷卻風帶入顯熱 產(chǎn)品帶出顯熱 熱風抽出帶走顯熱 窯體散熱 其它熱損失8.2.3 熱收入項目1 產(chǎn)品帶入顯熱制品帶入顯熱在上面已經(jīng)算出：=14806899 KJ/h2 冷風帶入顯熱鼓入冷風為自然風,=20,查表知此時冷風的比熱為:=1.30kJ/(m)設鼓入風量為m/h，則:=268.2.4熱支出項目1 制品帶走顯熱出窯時產(chǎn)品的質(zhì)量（Kg/h）,出窯口溫度=70,查表知此時溫度下制品的平均比熱為：0.84+2610 0.84+2610700.8582 kJ/(k

41、g)則:=10289700.8582=618101kJ/h2 熱風抽出時帶走的顯熱抽風為鼓入風的95%,故抽出熱風量應為0.95m/h.取熱風抽出時的溫度為:=400C,查表知此時的比熱為:=1.45kJ/(m),則:=0.95=0.954001.45=5513 窯體的散熱計算方法同預熱帶、燒成帶，用excel計算、制表如下。節(jié)位置溫度范圍（）長度（m）窯體名稱散熱面積（m3）熱流量（W/m2）散熱量（KJ/h）4852123085011.05窯頂31.93672.3677286窯墻63.87667.57153495 窯底31.93441.6150762537685007053.04窯頂153.29250.89138452窯墻97.592